绞股蓝寡糖GPMO结构与免疫活性的关系及其分子机制研究

免疫功能失调是多种疾病的主要诱因，尚无有效防治方法，功能食品的开发有望为免疫系统疾病的防治提供一条安全有效的新途径。绞股蓝属于药食同源植物，具有免疫调节功能，但其免疫活性化学成分和作用机制尚不明确。我们从绞股蓝中纯化获得由五种单糖构成的杂寡糖GPMO，前期研究发现GPMO能够促进小鼠脾淋巴细胞的增殖，具有显著的免疫活性，是绞股蓝发挥免疫调节作用的活性化学成分。本项目拟在此基础上解析GPMO的化学结构，阐明结构与免疫活性的关系，揭示其免疫调节分子机制。主要研究内容包括①利用化学方法和物理分析方法，研究GPMO的化学结构；②采用化学方法对GPMO进行结构修饰，研究取代基对活性的影响；③构建动物模型从整体上研究GPMO对免疫相关指标的影响，利用分子生物学技术在细胞和分子水平研究GPMO对免疫相关细胞因子的影响。本研究将为阐明绞股蓝寡糖的构效关系提供重要科学依据，为新的寡糖功能食品的研发奠定基础。

人类80%以上的疾病都与免疫功能失调有关，传统医学对此类疾病没有安全有效的防治手段。近年来研究发现活性多糖参与和介导了免疫功能的调节，能够提高机体免疫功能而对正常细胞没有毒副作用，是一种良好的免疫调节剂。我们从陕西特色天然资源绞股蓝中制备得到一种由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和甘露糖（4.85: 3.10: 1.89: 1.19: 1）组成的杂寡糖GPMO，研究发现GPMO在作用浓度范围内促进小鼠脾淋巴细胞和腹腔巨噬细胞增殖及NO释放，呈剂量依赖性关系，具有免疫调节剂的明显特征。本项目在此基础上采用化学和物理方法分析GPMO的化学结构，通过体外细胞实验和体内动物实验在整体-细胞-分子水平上研究GPMO抗氧化和免疫调节活性及其分子机制，并对GPMO进行分子修饰，研究其构效关系。研究表明：（1）GPMO单糖残基数大约为8个，并且含有α-D-吡喃葡萄糖残基；（2）GPMO显著促进小鼠淋巴细胞及ConA/LPS诱导的小鼠淋巴细胞增殖，促进小鼠巨噬细胞的增殖以及NO的释放，呈剂量依赖性关系，并且以400 μg/mL为最佳剂量；（3）GPMPP显著提高免疫抑制小鼠的脾脏指数和胸腺指数，激活外周血白细胞和股骨髓有核细胞增殖，增强脾淋巴细胞活性和巨噬细胞功能，提高Cy抑制的小鼠NK细胞杀伤活性，，提高免疫抑制小鼠血清溶血素的水平，在一定程度上恢复了Cy引起的CD4+淋巴细胞数下降和CD4+/CD8+比值降低；（4）GPMPP和GPMP均具有较好的还原能力，对DPPH自由基和•OH具有较强的清除能力，并且对小鼠肝匀浆自发性脂质过氧化和Fe2+-H2O2诱导的小鼠肝匀浆脂质过氧化具有较好的抑制作用；（5）GPMPP能缓解环磷酰胺所引起的免疫缺陷，在心脏、肝脏和肾脏细胞中很大程度上提高了SOD、GSH-Px、T-AOC、GSH、CAT活力，并能减少细胞中MDA的含量；（6）硫酸酯化修饰显著促进淋巴细胞和巨噬细胞增殖，促进IL-2、TNF-γ、IL-1β细胞因子的分泌，显著提高了GPMO的免疫调节活性；（7）羧甲基化修饰显著促进淋巴细胞和巨噬细胞增殖，提高了GPMO的免疫调节活性。以上结果提示，GPMO在一定程度上可以提高免疫抑制小鼠的细胞免疫、体液免疫以及非特异性免疫功能，其免疫调节机制之一是清除自由基和降低氧化应激。GPMO可作为一种潜在天然免疫调节剂和抗氧化剂进行研究和开发。